Chrome 内核开发必看：ThreadChecker 与 SequenceChecker 全解析及实战案例

在 Chromium 内核开发中，多线程与任务序列的安全访问是一个核心问题。如果对象被错误地跨线程或跨任务访问，很容易导致崩溃、数据竞争或者不可预期的行为。
为了方便开发者进行调试和保证访问约束，Chromium 提供了两种检查机制：base::ThreadChecker 和 base::SequenceChecker。

本文将从概念、源码、实战案例、对比以及调试技巧多维度剖析这两个类，帮助你在开发中合理使用，并规避潜在的多线程问题。

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一、概念理解

1. ThreadChecker

ThreadChecker 是一种线程级别的访问约束工具。它的作用是：

• 检查对象是否仅在绑定的线程上被访问；

• 在调试模式下，如果检测到跨线程访问会触发 DCHECK；

• 提供解绑功能，可以将对象从一个线程解绑后重新绑定到另一个线程。

核心特征：

• 检查粒度：物理线程（PlatformThreadRef）；

• 应用场景：UI 对象、渲染线程对象、严格绑定到线程的对象；

• 限制：不适合跨线程任务序列访问，如果 Task 调度在不同线程，ThreadChecker 会报错。

2. SequenceChecker

SequenceChecker 是一种逻辑任务序列级别的访问约束工具。它的作用是：

• 检查对象是否只在同一个 Sequence 或 SingleThreadTaskRunner 上访问；

• 支持跨多个任务，但前提是任务都在同一序列中；

• 避免了严格线程绑定的限制，使异步任务访问对象更加灵活。

核心特征：

• 检查粒度：逻辑任务序列（Sequence/TaskRunner）；

• 应用场景：ThreadPool 异步任务、跨 Task 调用但在同一逻辑序列中的对象；

• 限制：如果任务被调度到不同的 sequence，则检查会失败。

总结：

特性	ThreadChecker	SequenceChecker
检查粒度	物理线程	Sequence / TaskRunner
跨任务访问	不允许	允许（同 sequence）
适用场景	严格线程绑定对象	异步任务序列对象
灵活性	低，可解绑重绑定	高，可跨任务访问

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二、ThreadChecker 源码解析

下面我们分析你提供的 ThreadCheckerImpl 源码，理解其内部实现。

class LOCKABLE BASE_EXPORT ThreadCheckerImpl { public: ThreadCheckerImpl(); ~ThreadCheckerImpl(); [[nodiscard]] bool CalledOnValidThread( std::unique_ptr<debug::StackTrace>* out_bound_at = nullptr) const; void DetachFromThread(); // 解绑线程 private: mutable base::Lock lock_; mutable PlatformThreadRef thread_ref_; // 当前绑定线程 mutable internal::TaskToken task_token_; // Task 范围内也算有效 mutable internal::SequenceToken sequence_token_; // Sequence 范围内也算有效 }; 

核心逻辑分析

1. 绑定线程

在构造函数中，ThreadChecker 会自动绑定当前线程：

ThreadCheckerImpl::ThreadCheckerImpl() { AutoLock auto_lock(lock_); EnsureAssigned(); } 

EnsureAssigned() 会记录：

• 当前线程引用 thread_ref_

• 当前 TaskToken

• 当前 SequenceToken

1. 检查访问有效性

bool ThreadCheckerImpl::CalledOnValidThread() const { AutoLock auto_lock(lock_); EnsureAssigned(); if (thread_ref_ == PlatformThread::CurrentRef()) { if (!task_token_.IsValid()) return true; if (task_token_ == internal::TaskToken::GetForCurrentThread()) return true; if (ThreadLocalStorage::HasBeenDestroyed()) return true; if (sequence_token_ == internal::SequenceToken::GetForCurrentThread() && internal::CurrentTaskIsThreadBound()) return true; } return false; } 

可见，ThreadChecker 不仅检查线程，还考虑 Task 范围和 sequence 范围，保证在任务中多次调用时仍然有效。

1. 解绑功能

当对象可能跨线程使用时，可以先解绑再绑定新线程：

void ThreadCheckerImpl::DetachFromThread() { AutoLock auto_lock(lock_); bound_at_ = nullptr; thread_ref_ = PlatformThreadRef(); task_token_ = internal::TaskToken(); sequence_token_ = internal::SequenceToken(); } 

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三、SequenceChecker 源码原理

SequenceChecker 内部实现依赖 ThreadChecker，但更关注 sequence：

class BASE_EXPORT SequenceChecker { public: SequenceChecker(); ~SequenceChecker(); [[nodiscard]] bool CalledOnValidSequence() const; private: ThreadCheckerImpl thread_checker_; // 用于在 sequence 绑定线程 SequenceToken sequence_token_; }; 

• 绑定 Sequence：在构造或第一次调用时绑定当前 Sequence；

• 检查有效性：在同 sequence 的任务中访问对象，返回 true；

• 跨线程访问：只要任务在同 sequence 上，即使跨物理线程，也可能通过检查。

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四、实战案例

1. ThreadChecker 使用示例

#include "base/threading/thread_checker.h" #include "base/threading/thread.h" #include <iostream> class Foo { public: Foo() { CHECK(thread_checker_.CalledOnValidThread()); } void Bar() { CHECK(thread_checker_.CalledOnValidThread()); std::cout << "Bar called on valid thread.\n"; } private: base::ThreadChecker thread_checker_; }; int main() { Foo foo; foo.Bar(); // OK, 同线程 base::Thread t("worker"); t.Start(); t.task_runner()->PostTask( FROM_HERE, base::BindOnce([](Foo* f){ f->Bar(); }, &foo)); // DCHECK 失败 t.Stop(); } 

✅ 结果：在不同线程调用 Bar() 会触发 DCHECK，保证线程安全。

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2. SequenceChecker 使用示例

#include "base/sequence_checker.h" #include "base/task/single_thread_task_runner.h" #include "base/task/thread_pool/thread_pool_instance.h" class FooSeq { public: FooSeq() { CHECK(sequence_checker_.CalledOnValidSequence()); } void Bar() { CHECK(sequence_checker_.CalledOnValidSequence()); } private: base::SequenceChecker sequence_checker_; }; int main() { base::ThreadPoolInstance::CreateAndStartWithDefaultParams("ThreadPool"); scoped_refptr<base::SingleThreadTaskRunner> runner = base::ThreadPool::CreateSingleThreadTaskRunner({}); FooSeq foo; runner->PostTask(FROM_HERE, base::BindOnce(&FooSeq::Bar, &foo)); // OK runner->PostTask(FROM_HERE, base::BindOnce(&FooSeq::Bar, &foo)); // OK // 在其他 sequence 调用 Bar() → DCHECK 失败 } 

✅ 结果：SequenceChecker 可以在同一 sequence 的不同任务中多次调用对象方法。

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五、ThreadChecker 与 SequenceChecker 对比

特性	ThreadChecker	SequenceChecker
粒度	物理线程	逻辑任务序列
跨任务访问	不允许	允许（同 sequence）
跨线程访问	不允许	允许（跨线程，但在同 sequence）
适用场景	UI、渲染线程对象	ThreadPool 异步任务对象
调试便利性	支持栈跟踪	支持栈跟踪
灵活性	低，可解绑重绑定	高，可跨任务访问

小结：

• ThreadChecker 严格保证线程一致性，适合 UI 等单线程对象；

• SequenceChecker 更灵活，适合 ThreadPool 异步任务对象；

• 两者可结合使用：SequenceChecker 内部可能使用 ThreadChecker 检查绑定线程。

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六、调试技巧

1. 开启栈跟踪

当 ThreadChecker 或 SequenceChecker 检查失败时，可以输出绑定栈，方便定位：

base::ThreadCheckerImpl::EnableStackLogging(); 

• 在 CalledOnValidThread() 失败时，会返回对象绑定线程的调用栈；

• 对复杂多线程逻辑非常有用，能快速定位问题。

2. Detach 与重新绑定

thread_checker.DetachFromThread(); // 在新线程重新绑定 

• 当对象可能跨线程使用时，需要先 DetachFromThread()，再在新线程第一次调用时重新绑定；

• 注意：不要在同时被访问的线程上调用 DetachFromThread()，否则可能产生竞态。

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七、实战建议

1. UI 或渲染线程对象：

   • 使用 ThreadChecker；

   • 保证对象生命周期内访问在同一线程；

   • 避免 TaskPool 异步任务直接操作 UI 对象。

2. 异步任务对象：

   • 使用 SequenceChecker；

   • 在同一 sequence 上可跨任务访问；

   • 如果对象可能被不同 sequence 调用，考虑加锁或者重新设计访问逻辑。

3. 调试策略：

   • 开启栈日志；

   • 对复杂跨线程对象，结合 ThreadChecker + Lock 使用。

4. 注意事项：

   • ThreadChecker 不能保证真正线程安全，只是检测；

   • SequenceChecker 对跨 sequence 任务访问无保护，需要结合锁或其他同步机制；

   • 避免对象生命周期超出线程/sequence，可能导致 TLS 被销毁的误判。

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八、总结

• ThreadChecker：严格线程绑定检查，适合 UI、渲染等单线程对象。

• SequenceChecker：逻辑 sequence 检查，适合 ThreadPool 异步任务对象。

• 两者可结合使用，保证 Chromium 内核对象的访问安全性。

• 开启栈跟踪和正确使用 Detach 功能是调试和跨线程访问的关键。

• 选择合适的 Checker 可以极大降低崩溃和数据竞争风险。

总结一句话：ThreadChecker 是物理线程守护者，SequenceChecker 是逻辑任务序列守护者。